Transport à travers des membranes de nanofiltration : caractérisation des propriétés étectriques et diélectriques

par Yannick Lanteri

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Patrick Fievet.

Soutenue en 2009

à Besançon .


  • Résumé

    La complexité des mécanismes de transfert en nanofiltration (NF) nuit à un développement optimal de ce procédé sur le plan industriel. C'est pourquoi les recherches visant à mettre au point des outils fiables de modélisation du transport se sont intensifiées au cours des dernières années. Le modèle SEDE fait partie de ces outils. Celui-ci repose sur des équations de partage aux interfaces membrane/solution, incluant des effets Stérique, Electrique et Diélectriques d'Exclusion, ainsi que sur l'équation de Nernst-Planck pour décrire le transport dans les pores. L'évaluation de l'aptitude prévisionnelle du modèle SEDE passe nécessairement par la détermination de ses paramètres: du rayon, de la densité de charge volumique et de la constante diélectrique des pores. Pour déterminer ces grandeurs, il m'a été proposé d'étendre l'application du modèle SEDE à l'étude du potentiel de membrane. L'étude théorique du potentiel de membrane révèle que la mesure de cette grandeur en présence d'un électrolyte binaire à concentration élevée, permettrait d'évaluer le rayon de pore d'une membrane de NF. Une analyse des mesures de potentiel de membrane et de taux de rejet ionique effectuées avec une membrane de polyamide a permis d'évaluer son rayon de pore, sa densité de charge volumique et la constante diélectrique à l'intérieur des pores, et de vérifier la cohérence globale du modèle SEDE. Enfin, une étude théorique du potentiel de membrane avec un mélange ternaire révèle que ce type de mesures réalisé à concentrations élevées permettrait à lui seul d'évaluer la constante diélectrique à l'intérieur des pores sans recourir à des mesures supplémentaires de taux de rejet.

  • Titre traduit

    Transport through nanofiltration membranes : characterization of the electric and dielectric properties


  • Résumé

    The complexity of transfer mechanisms in nanofiltration (NF) still harms the full potentialities of this process at the industrial scale. That is the reason why fundamental studies devoted to the development of reliable modeling tools have paid attention in recent years. The S'EDE model is based on partitioning equations that take into account the Steric, Electric and Dielectric Exclusion at the membrane/solution interfaces and on the Nernst-Planck equation for the description of solute transport through the membrane pores. In order to evaluate the SEDE model predictive capabilities, its parameters, namely the pore radius, the volume charge density and the dielectric constant of the solution confined inside pores, must be determined. So, we have extended the application of the SEDE model in estimating membrane potential. The theoretical study of the membrane potential phenomenon shows that the limiting value of the membrane potential obtained at high salt concentrations is affected only by steric effects if a binary mixture is studied. In other words, membrane potential measurements could be used to determine the pore size of NF membranes. The analysis of membrane potential and ion rejection rate data obtained with a polyamide membrane has been used to check the global coherence of the SEDE model and it has allowed the assessment of the pore radius, the volume charge density and the dielectric constant inside pores. Finally, in light of another theoretical survey, membrane potential in charged membranes separating solutions of ternary mixtures would allow the assessment of the dielectric constant of the solution inside ores.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (119 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 115-118

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
  • PEB soumis à condition
  • Cote : SCI.BESA.2009.19
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.